自家樓頂利用太陽能發電,趙春江是全中國第一個“吃螃蟹者”。作為一名太陽能技術專家,他這么做不是為了嘩眾取寵,而是想通過實踐,探索適用于家庭的綠色發電模式。
經過7年,他的探索已從“家庭光伏電廠”深入到“光伏微電網”。這將是一個新的能源生態系統。趙春江認為,現在的家電、電源設備、電路,都是為了適應現有供電模式而設計的,而未來的電器,乃至建筑,都將圍繞“光伏微電網”的特點來發展。
在松江的一棟別墅里,趙春江正在搭建他的光伏微電網。
對付“毛刺”電
松江的一棟別墅門前,掛著“上海電力學院太陽能研究所實習基地”的牌子,那就是趙春江去年才搬來的新家。這棟別墅的原住戶恰好是環保主義者,聽說趙春江買房是為了搞綠電研究,還給了他一些優惠。
跟隨趙春江爬上樓頂的曬臺,記者看到樓頂朝南的一面屋頂斜坡,覆蓋上了46平方米的太陽能電池板。這次,他選用了單晶硅的太陽能光伏發電板,比在山花路所建電站的多晶硅光伏發電板效率更高,達到16%。這個屋頂的發電功率有3.7千瓦,從去年6月運行至今,已發電3800多度。
頂樓的一間小閣樓,是“光伏微電網”的總控室,在這里記者看到了它與“家庭光伏電廠”的區別:除了一個將太陽能所發的直流電轉換為交流電的逆變器、電表和空氣開關外,還多了超級電容、鋰離子蓄電池,以及一個小風扇。這主要為了對付“毛刺”電。
何為“毛刺”電?趙春江讓記者注意逆變器上的實時發電功率讀數:784瓦、761瓦、1494瓦……幾乎每秒讀數都在不斷變化,且上下波動可達一倍。“如果有成千上萬個家庭光伏系統接入大電網,這樣的功率變化,是大電網無法承受的。”他解釋,如果用精密儀器記錄,還可發現更短時間內的功率變化它們就像毛刺一樣,這種“毛刺”電影響了供電質量。
超級電容、蓄電池等就是用來去“毛刺”的,就好像河流的蓄水池,水豐浪大時儲蓄起一部分,當枯水時再放出一些,使整體水流趨于平穩。
不過,目前這些設備還沒聯上網,因為它們還需要一套軟件來控制。趙春江身邊有一位博士相助,專門搞這方面的研究。他說,這套控制軟件編寫難度很高,因為它對靈敏度要求極高,“毛刺”電往往一秒內就會冒出好幾次,電容、電池一定得及時反應才行。目前世界上僅日本開發出一套,但功能尚不完備,且要價幾百萬日元,于是他決定自己開發?,F在,趙春江先想了個“土辦法”在微電網上接了個小風扇。一旦“毛刺”電出現,小風扇就會轉幾圈,消耗掉過高的功率。“它不轉對我生活無礙,它轉了通風更好。”他認為,今后的微電網中少不了這么一個有用的“小角色”。
新生態新挑戰
7年前嘗試個人在家建立太陽能發電系統,趙春江的想法比較簡單:呼吁再多,也要有人動手實踐,我就來試一下。這些年,他也碰到了許許多多問題:鄰里不理解、發電成本高、送電入網還倒貼電費……
這些問題也促使了他不斷思考:樓宇、小區建太陽能發電系統,該采取怎樣的模式來分攤成本、共享收益?幾年的回收投資周期老百姓較能接受?
當然,他的行動也推動了一些現有供電體制的改變。曾有供電局的人找上門,與他商量收購太陽能所發電能的價格。“當時他們提出兩個價格依據,一是國家發改委2011年1594號文件定出的每度電1元的價格,另一個則是可再生能源上網補貼價,是在原電價上加上0.35元到0.45元。”他說自己并不在意這筆錢,但如果真收到,將有標志性意義。
不過,這些年他思考最深入的,卻是將認識從“家庭光伏電廠”向“光伏微電網”轉變。他解釋,靠國家電網供電,已經形成一種穩定的電力生態系統,各種建筑設計、室內裝潢,乃至電器設備的設計,都圍繞這種供電方式來展開。而“光伏微電網”卻可能需要形成一種新的電力生態。
他舉例,太陽能光伏發電板如何與建筑一體化設計,使之更實用、美觀,這需要建筑設計院、建材企業一起參與;室內電路鋪設時,可否考慮分兩種電路,一種為電腦、電視機等供電,因為電壓變化會影響它們的正常使用,另一種為電飯煲、冰箱等對電壓不敏感的電器供電;微電網總控裝置能否做成如一個熱水器大小的箱子,成為家庭擺設中和諧的一員……
“未來,或許我們的家電設備都可能重新設計,使它能夠適應"光伏微電網"不太穩定的電能。”趙春江說,這或許需要過10年甚至更長時間,因為即使上海(樓盤)存在50萬個家用光伏系統,對現有電網也不會有影響。“超過100萬戶,影響才會開始。”他希望自己的研究能為未來的那一刻,提供更多科研依據,為社會平穩過渡到能源新生態,作一些貢獻。